I. Introducción

En 2022, la industria fotovoltaica mundial siguió desarrollándose de manera acelerada en medio de la ola de transición energética. Los sistemas de montaje solar con lastre, como una de las soluciones principales para la instalación de paneles fotovoltaicos en techos planos, ganaron un impulso significativo en el sector de la energía fotovoltaica distribuida en edificios comerciales e industriales, gracias a su ventaja clave: “no requieren perforaciones ni causan daños a la membrana impermeabilizante del tejado”. Al fijar los módulos fotovoltaicos sobre cubiertas planas mediante el peso de bloques de hormigón o cimentaciones de cemento, sin necesidad de realizar taladros ni penetrar la cubierta, estos sistemas ofrecen una solución eficiente y segura para el despliegue a gran escala de energía fotovoltaica en azoteas, al tiempo que preservan la integridad de la estructura del edificio.

Desde innovaciones en productos hasta la finalización de proyectos a gran escala, y desde tendencias del sector hasta normas técnicas, los sistemas de montaje con lastre alcanzaron importantes hitos tanto a nivel nacional como internacional en 2022. A continuación se presenta una recopilación de noticias reales de ese año.

II. Lanzamientos de nuevos productos: Iteración tecnológica acelerada

2.1 AEROCOMPACT lanza un sistema de montaje para módulos fotovoltaicos bifaciales y cubiertas verdes

El 14 de octubre de 2022, el fabricante austriaco de estructuras de montaje para paneles fotovoltaicos AEROCOMPACT lanzó oficialmente el COMPACTFLAT GS, un sistema de montaje para techos planos diseñado específicamente para cubiertas verdes y módulos fotovoltaicos bifaciales. Este sistema coloca los módulos a unos 40 cm sobre la cubierta, permitiendo que las plantas de las cubiertas verdes reciban suficiente luz y facilitando su mantenimiento. Markus Burger, responsable de desarrollo en AEROCOMPACT, señaló: “Las plantas reciben la luz necesaria y pueden mantenerse con facilidad.”

Un aspecto técnico destacado del sistema es su optimización para módulos fotovoltaicos bifaciales. Pruebas de laboratorio independientes confirmaron que, cuando se instalan sobre superficies de techo reflectantes de color claro, los módulos bifaciales pueden aumentar la generación de energía en hasta un 20 % gracias a la luz reflejada. Philipp Pejcl, responsable de producto en AEROCOMPACT, señaló: “Los módulos bifaciales están sustituyendo cada vez más a los módulos convencionales con capa trasera. La elevada separación del nuevo sistema mejora el efecto de reflexión y garantiza rendimientos energéticos más altos.”

En cuanto a la instalación, el COMPACTFLAT GS ofrece dos ángulos de inclinación: el COMPACTFLAT GS15, con una inclinación de 15 grados para sistemas orientados al sur, y el COMPACTFLAT GS10PLUS, con una inclinación de 10 grados para sistemas orientados de este a oeste. El sistema puede instalarse sobre cubiertas de lámina, cubiertas de betún (con o sin aislamiento bajo la capa impermeable), cubiertas de hormigón y cubiertas con grava. Su diseño aerodinámico requiere menos componentes y prescinde de largos rieles, lo que permite una instalación rápida y sencilla. AEROCOMPACT ofrece una garantía de 25 años para este producto, que ha sido integrado en su herramienta de planificación e ingeniería, AEROTOOL.

En el mercado norteamericano, AEROCOMPACT presentó por primera vez el nuevo sistema en la exposición de la industria de energías limpias RE+, celebrada en Anaheim, California, del 19 al 22 de septiembre de 2022.

2.2 Roll-A-Rack lanza un sistema de montaje para techos planos que recoge agua de lluvia

El 19 de julio de 2022, Roll-A-Rack, con sede en Ohio, anunció el desarrollo de un innovador sistema de montaje solar conformado por laminación que permite recolectar la precipitación acumulada en los paneles fotovoltaicos y utilizar esa agua de lluvia para riego. Diseñado para techos planos o sistemas instalados en suelo, su diseño compacto requiere apenas 11 pulgadas de separación entre hileras, lo que reduce considerablemente el espacio necesario para el control de la erosión que exigen los métodos tradicionales basados en vegetación. La empresa señaló que esta solución genera la misma cantidad de energía utilizando solo la mitad del terreno que los sistemas de soporte convencionales.

La innovación central radica en su equipo de instalación por conformado en rollo, que funciona de manera similar a la maquinaria utilizada para instalar canaletas. Es especialmente adecuado para cubiertas planas de membrana, un tipo de techo que tradicionalmente resulta difícil de equipar con sistemas fotovoltaicos debido a que las penetraciones comprometen la integridad del tejado. Para evitar dañar la integridad estructural de las cubiertas de membrana, la empresa instala soportes metálicos en forma de canal de 12 pulgadas, distribuidos sobre el lastre existente del tejado, para asegurar los módulos solares. Estos soportes pueden ser tan finos como de calibre 22 (aproximadamente 0,76 mm) y resisten cargas de nieve de 50 psf y empujes de viento de 37,5 psf.

Desde una perspectiva económica, Roll-A-Rack afirma que su solución puede reducir los costos de estanterías y de instalación hasta en un 30%, los costos de materiales en un 50%, y el tiempo de instalación y los costos laborales en un 65% en comparación con los sistemas tradicionales de estanterías. El desarrollo del producto contó con el apoyo de una Subvención para la Innovación de Pequeñas Empresas otorgada por la Oficina de Tecnologías de Energía Solar del Departamento de Energía de Estados Unidos. El presidente de la empresa, Don Scipione, presentó esta innovación en la Conferencia Estatal de Manejo de Llanuras Inundables del Departamento de Recursos Naturales de Ohio, celebrada en Columbus, Ohio, los días 24 y 25 de agosto de 2022.

2.3 Suzhou Chengkang New Energy lanza un sistema de lastre de una sola cara

En 2022, Suzhou Chengkang New Energy Co., Ltd. introdujo un “sistema de lastre monofacial” para cubiertas planas. Este diseño completamente innovador reduce el número de componentes y el peso total del sistema de lastre monofacial, se adapta mejor a las variaciones en la orientación este‑oeste y, al mismo tiempo, garantiza la misma potencia de salida del sistema fotovoltaico, logrando un equilibrio entre ligereza constructiva y eficiencia en la generación de energía.

III. Finalización de proyectos a gran escala: desempeño destacado en el mercado chino

3.1 Mayor planta fotovoltaica distribuida de un solo módulo en la red de la provincia de Fujian (Proyecto de la empresa Zhengxin, 30 MW)

El 3 de agosto de 2022, el proyecto fotovoltaico distribuido de la empresa Zhengxin, para el cual Mibet suministró los sistemas de montaje, fue conectado con éxito a la red. Ubicado en las áreas fabriles de la empresa Zhengxin, en los distritos de Jimei y Haicang de la ciudad de Xiamen, así como en el distrito de Longhai de la ciudad de Zhangzhou, provincia de Fujian, el proyecto contó con una capacidad instalada total superior a 30 MW, convirtiéndose en el mayor proyecto individual de generación fotovoltaica distribuida en la provincia de Fujian en ese momento.

Para las secciones de cubierta de hormigón, el proyecto empleó el sistema fotovoltaico con lastre en matriz patentado por Mibet. Gracias a un diseño estructural de matriz estable, combinado con cimentaciones de hormigón y deflectores de viento, el sistema alcanzó la resistencia y estabilidad requeridas, lo que lo hace adecuado para instalaciones fotovoltaicas sobre cubiertas de hormigón en diversas regiones y condiciones geográficas. Para las secciones de cubierta metálica, se utilizaron abrazaderas específicas para cubiertas metálicas (compatibles con perfiles trapezoidales, de junta vertical y de fijación angular), con una resistencia al desprendimiento superior a 1500 N, garantizando eficazmente la resistencia y estabilidad del sistema.

El proyecto suministra anualmente aproximadamente 41,10 millones de kWh de electricidad a la empresa, reduciendo las emisiones de CO2 en alrededor de 36,75 millones de toneladas y generando importantes beneficios económicos y ambientales.

3.2 GRENERGY suministra un proyecto fotovoltaico de 4,5 MW con montaje sobre tejado mediante lastre para el Grupo SM en Filipinas

El 20 de diciembre de 2022, GRENERGY anunció que había suministrado la solución exclusiva de montaje fotovoltaico para tres centros comerciales del Grupo SM en Filipinas. El proyecto contaba con una capacidad instalada total de 4,5 MW, y su construcción se encontraba próxima a finalizar.

El proyecto seleccionó el sistema de montaje con lastre de GRENERGY, incluido en su “Solución de Sistema Nengshe‑BAPV”, una solución de montaje con lastre de última generación para cubiertas comerciales e industriales que integra seis principales ventajas de rendimiento: seguridad, fiabilidad, economía, aplicabilidad, comodidad y estética. Dadas las constantes altas velocidades del viento en Filipinas, que exigen estrictos requisitos de estabilidad del lastre en las cubiertas, el equipo técnico de GRENERGY optimizó el diseño, reduciendo el peso de los bloques de hormigón mientras garantizaba eficazmente la función de fijación del sistema de montaje. Durante la ejecución del proyecto, GRENERGY no solo cumplió con la entrega rápida de los productos, sino que también envió un equipo técnico especializado para brindar asesoría in situ.

Hans T. Sy, presidente del Grupo SM en Filipinas, había declarado anteriormente: «El Grupo SM siempre se ha comprometido a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de sus centros comerciales y a maximizar la eficiencia energética».

3.3 Puesta en servicio del primer proyecto BIPV sin desmontaje de cubierta de la provincia de Zhejiang

El 18 de enero de 2022, el primer proyecto de instalación fotovoltaica integrada en cubierta sin desmontaje de la provincia de Zhejiang fue puesto oficialmente en servicio en Zhoushan Wanbang Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd. El proyecto fue desarrollado y construido de manera independiente por la Compañía de Suministro Eléctrico de Zhoushan de la Red Eléctrica Estatal. Tras su plena conexión a la red, se prevé que genere anualmente 6,5 millones de kWh de electricidad, lo que equivale a ahorrar 2.626 toneladas de carbón crudo y a reducir las emisiones de CO2 en aproximadamente 5.148 toneladas, al tiempo que permitirá a la empresa ahorrar 3,027 millones de yuanes en costos eléctricos cada año.

El proyecto adoptó un método de instalación empotrada, contrarrestando el enfoque tradicional de instalación inclinada. La utilización del área de la cubierta se incrementó en más de un 70%, lo que multiplicó la capacidad instalada de generación eléctrica. Cabe destacar que este proyecto se diferencia de las soluciones tradicionales con lastre: emplea una penetración a través de la cubierta metálica para conectar firmemente la estructura de soporte de los módulos fotovoltaicos con la estructura de acero de la cubierta. Al innovar la técnica de instalación “sin desmontaje de la cubierta”, la Compañía de Suministro Eléctrico de Zhoushan de State Grid mantuvo la cubierta metálica existente, lo que permitió reducir significativamente los riesgos asociados a trabajos en altura y ahorrar aproximadamente un 30% en los costos de instalación. Aunque esta vía técnica recurre a la penetración en lugar del lastre, su filosofía de diseño —“evitar el desmontaje de la cubierta”— coincide con el objetivo del sistema con lastre de “minimizar los daños a la cubierta”, ofreciendo así una alternativa técnica para la instalación de paneles fotovoltaicos en cubiertas planas.

3.4 Proyecto de la segunda fase de la central eléctrica fotovoltaica en cubierta de Ancai para materiales nuevos, conexión a la red

El 16 de marzo de 2022, el proyecto de la fase II de la central eléctrica fotovoltaica en cubierta de Ancai New Materials fue conectado con éxito a la red. El proyecto instaló un total de 3.452 módulos que cubren las cubiertas del comedor, el taller de laminación, el silo de homogeneización y el almacén de productos químicos. Utilizando sistemas de montaje de inclinación fija, el proyecto comprende módulos fotovoltaicos, inversores conectados a la red, dispositivos de medición y sistemas de distribución de corriente alterna, aprovechando plenamente el espacio ocioso de las cubiertas para la generación fotovoltaica distribuida.

IV. Tendencias de la industria y orientaciones técnicas

4.1 Intersolar Europe 2022: El diseño ligero y aerodinámico se convierte en la norma

La exposición Intersolar Europe, celebrada en Múnich, Alemania, en mayo de 2022, constituyó una importante ventana para observar las tendencias del sector. Las tendencias presentadas en la feria señalaron que los sistemas de montaje fotovoltaico se están optimizando hacia una mayor flexibilidad, modularidad, menor peso y mayor resistencia, aplicables tanto a cubiertas como a fachadas y a instalaciones sobre suelo.

Cabe destacar que, en el segmento de los techos planos comerciales, la tendencia se orienta claramente hacia “estructuras de montaje de diseño aerodinámico que requieren un contrapeso mínimo, pueden instalarse o colocarse sin herramientas y no perforan la cubierta del tejado”. Las unidades base preensambladas pueden desplegarse sobre el tejado y conectarse entre sí, integrando a menudo bandejas portacables o sistemas de gestión de cables. La mayoría de los sistemas de montaje ofrecen distintos ángulos de inclinación (por ejemplo, 8°, 10° o 15°), pueden instalarse elevados o empotrados y disponer de diferentes orientaciones (hacia el sur o en dirección este‑oeste). En la mayoría de los casos, se colocan bajo la estructura de montaje alfombras de protección estructural fabricadas con granulado de caucho, capas protectoras de poliéster, tejidos no tejidos o juntas de goma, con el fin de proteger la cubierta del tejado contra posibles daños.

4.2 Esdec: Reducción del lastre mediante la aerodinámica y el acoplamiento mecánico

El 16 de marzo de 2022, Esdec, un proveedor global líder de sistemas de montaje para energía fotovoltaica, publicó un artículo técnico que expone los factores clave de éxito para sistemas de montaje de alta calidad en techos planos. El artículo señaló que los sistemas de montaje representan apenas el 10 % de la inversión total de un proyecto fotovoltaico, pero asumen la responsabilidad de garantizar una operación segura durante más de 20 años. Dado que los sistemas con lastre no se fijan ni atraviesan la estructura del tejado, sino que se apoyan sobre él mediante peso adicional, es fundamental realizar cálculos precisos del peso y la ubicación del lastre requeridos.

Esdec destacó dos enfoques para reducir el lastre: el diseño aerodinámico y el acoplamiento mecánico. En primer lugar, los paneles laterales inclinados pueden cerrar los lados abiertos de las instalaciones fotovoltaicas de doble fila, lo que hace que todo el sistema sea más aerodinámico y, en consecuencia, disminuye la cantidad de lastre necesaria en las instalaciones reales. Además, estudios han demostrado que los pernos, tornillos y abrazaderas utilizados para fijar los módulos al sistema de montaje generan aproximadamente un 18 % adicional de resistencia al viento. Por ello, una filosofía de diseño “construir hacia dentro”, sin componentes salientes y con únicamente superficies planas en el exterior, reduce la resistencia al viento y repercute positivamente en el lastre. En segundo lugar, aumentar la resistencia del acoplamiento mecánico entre los módulos —por ejemplo, mediante conexiones cruzadas bidireccionales de gran robustez— también permite reducir eficazmente la cantidad de lastre requerida. Tomando como ejemplo el sistema FlatFix Wave Plus de Esdec, la incorporación de estabilizadores y de unidades de base dual permitió disminuir de manera significativa los requisitos de lastre.

El artículo también subrayó la importancia de las pruebas en túneles de viento y de las herramientas de cálculo. La realización de extensos ensayos en túnel de viento sobre los sistemas de montaje, incluidos los paneles, bajo diversos escenarios (diferentes tamaños de campo fotovoltaico, alturas de cubierta, configuraciones, etc.) permite establecer métodos de cálculo fiables para el contrapeso, garantizando que el sistema resista vientos fuertes sin imponer cargas adicionales a la estructura de la cubierta.

4.3 La industria reconoce ampliamente la ventaja de “sin penetración”

En 2022, los sistemas con lastre ganaron mayor difusión en los sectores comercial, industrial y residencial. Varias fuentes del sector señalaron que la instalación con lastre es el método más rápido y sencillo para colocar paneles fotovoltaicos en cubiertas planas, especialmente cuando no está permitido realizar perforaciones en el tejado: no se requieren ni taladros ni anclajes, ya que el conjunto fotovoltaico se asegura únicamente mediante el peso de bloques de hormigón.

Al mismo tiempo, la industria fue reconociendo cada vez más que los distintos métodos de instalación se adaptan a diferentes situaciones: en los techos metálicos, suelen emplearse soluciones de fijación, en las que los módulos se colocan planos sobre la cubierta metálica. En particular, en los techos metálicos sin parapetos, la configuración de montaje empotrado ofrece la mejor y más segura resistencia al viento.